[发明专利]一种基于仿生织构的耐冲蚀环氧树脂复合材料结构及其制备方法

权利要求书

1.一种基于仿生织构的耐冲蚀环氧树脂复合材料结构的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.按照如下方法制备硅胶模具：

S11.利用MATLAB对鲨鱼表皮曲线进行拟合，并进行优化得到仿生曲线公式：y＝8/7sin(x/4+3π/5)；

S12.确定的贝壳织构截面参数，利用solidworks根据贝壳织构截面参数和步骤S11确定的仿生曲线公式建立仿生模型；其中，贝壳织构截面为等腰梯形，尺寸为：上底宽0.5～2mm，下底宽1～4mm，高度1～3mm；

S13.根据步骤S12建立的仿生模型，3D打印加工出织构化模具；

S14.根据步骤S13加工的仿生模具浇筑得到硅胶模具；

S2.利用激光在基材本体的上表面进行加工，在基材本体的上表面形成多个呈周期性间隔分布的沟槽形织构；沟槽形织构的沟槽尺寸为宽100～500μm，间隔宽100～500μm的沟槽尺寸，深度为100μm；

S3.将配置好的改性环氧树脂涂料涂附于步骤S1中硅胶模具中，利用步骤S2加工得到的基材本体进行翻模，在一定条件下固化后，得到耐冲蚀仿生织构化环氧树脂复合材料结构。

2.如权利要求1所述的一种基于仿生织构的耐冲蚀环氧树脂复合材料结构的制备方法，其特征在于：沟槽形织构的沟槽尺寸为宽200μm，间隔宽200μm的沟槽尺寸，深度为100μm。

3.如权利要求1所述的一种基于仿生织构的耐冲蚀环氧树脂复合材料结构的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述激光的工艺参数如下：激光平均功率为10～25W，脉冲频率为20kHz，扫描速度为100～1000mm/s，扫描次数为5～10次。

4.如权利要求1所述的一种基于仿生织构的耐冲蚀环氧树脂复合材料结构的制备方法，其特征在于：改性环氧树脂涂料包括如下重量份原料：1～1.2份环氧树脂E51，0.25～0.3份T31固化剂，0.0001～0.0004份消泡剂，疏水二氧化硅纳米粒子的质量为环氧树脂E51、T31固化剂和消泡剂质量之和的4％。

5.如权利要求4所述的一种基于仿生织构的耐冲蚀环氧树脂复合材料结构的制备方法，其特征在于：所述疏水二氧化硅纳米粒子是以氨水为催化剂，通过正硅酸乙酯与甲基三乙氧基硅烷的共水解缩聚反应制备得到，所述正硅酸乙酯与所述甲基三乙氧基硅烷的质量摩尔比为1～1.5：0.5～1。

6.如权利要求5所述的一种基于仿生织构的耐冲蚀环氧树脂复合材料结构的制备方法，其特征在于：所述疏水二氧化硅纳米粒子的具体的制备过程如下：

M1.将1～1.5摩尔份数的正硅酸乙酯与30～35摩尔份数的无水乙醇混合，搅拌均匀，得其混合溶液A；

M2.以边滴加边搅拌的方式，将1.8～3.6摩尔份数的氨水，加入至步骤M1得到的混合溶液A中，加热反应一段时间，得到混合溶液B；

M3.持续保持搅拌，将0.5～1摩尔份数的甲基三乙氧基硅烷，加入步骤M2得到的混合溶液B中，加热反应一段时间后，得到混合溶液C；将混合溶液C干燥一段时间，得到疏水二氧化硅纳米粒子。

7.如权利要求6所述的一种基于仿生织构的耐冲蚀环氧树脂复合材料结构的制备方法，其特征在于：所述步骤M2中，所述加热反应的温度为60～70℃；所述加热反应的时间为1～2h；所述氨水的滴加速度为1～2滴/秒。

8.如权利要求6所述的一种基于仿生织构的耐冲蚀环氧树脂复合材料结构的制备方法，其特征在于：所述步骤M3中，所述加热反应的温度为60～70℃；所述加热反应的时间为1～2h；所述干燥的温度为60～80℃，所述干燥的时间为2～3d。

9.一种基于仿生织构的耐冲蚀环氧树脂复合材料结构，其特征在于：采用如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备。